Tomacorrientes monofásicos

Contacto sin polarizar

Los toma corrientes que alimentan a los aparatos con 127 voltios, han evolucionado.

Así  siguiendo a  la alimentación de  dos hilos que se suministran  a los hogares  se utilizaban contactos  sin polarizar.

 Contacto sin polarizar

Contacto polarizado

Afortunadamente esto esta dejando de utilizarse dando paso a los contactos polarizados que  identifican la línea viva (hot) con la entrada mas pequeña de la línea neutra entrada mas grande

Contacto polarizado

Esto permite hacer conexiones aplicando las normas de seguridad, algunas tan importantes como que la terminal de roscado de base de focos va al neutro.

Los contacto polarizado con tierra física

Los equipos modernos utilizan  Los contacto polarizado con tierra física,  las computadoras y las lavadoras de ropa hacen indispensables el empleo de  estos contactos. Las computadoras emplean el conductor a tierra para que no se vean afectadas las señales de comunicación que manejan, por las fluctuaciones de voltaje en la línea de alimentación, mientras que las lavadoras conectan sus partes mecánicas a tierra para evitar descargas eléctricas  al operador.

Los contacto polarizado con tierra física se diseñan a “prueba de error” es decir no pueden entrar la clavija en el contacto  mas que en una sola posición.

Contacto polarizado con tierra física

Los contactos decorativos grado residencial se fabrican para corrientes no mayor a 15 amperes.

Contactos residenciales

Esto no quiere decir que si necesitamos conectar un equipo como una lavadora nos veamos limitados, existen los grados comerciales de alta rotación  de 20 amperes y grado hospitalario 30 amperes, así como los de grado  industrial de 15, 20,30 y 50 amperes

Configuraciones NEMA para contactos de entrada recta monofásicos

Donde 1-15R = Configuración número uno, 15 amperes Receptáculo (contacto)

LAMPARA CONTROLADA DE 3 LUGARES

Si se desea apagar y encender una lámpara de 3 lugares distintos, se requerirán 3 apagadores, dos de escalera  (de 3 vías ) y uno de 4 vías ( apagador especial de combinación de apagadores de 3 vías dobles)  

Control con tres apagadores

o  El apagador de 4 vías

Este apagador cuenta con cuatro tornillos y no están marcados encendido (ON) y apagado (OFF)

Apagador de 4 vías

Se instalan siempre entre un par de interruptores de escalera, esta combinación permite controlar una lámpara desde 3 lugares distintos

Diagrama eléctrico de una lampara controlada de 3 lugares distintos

Recordemos que los diagramas se dibujan en reposo, el diagrama esta doble para indicar como se alimenta la lampara, en este caso se acciono el apagador de "en medio"; lograríamos el mismo efecto  si accionamos  cualquier otro apagador. 

Siguiendo este un  patrón se puede controlar una lámpara desde  varios lugares 

Diagrama eléctrico de una lampara controlada de varios puntos

En este caso es el apagador  3  el que se opero para encender la lampara.

Apagador de escalera

Se le llama así  a un interruptor  de 3 vías, que junto con otro de iguales características se utiliza para controlar una lámpara desde 2 lugares distintos según lo que se requiera. como en el caso de las habitaciones con escalera que  requieren  iluminen los escalones indistintamente de donde nos  encontremos, abajo o arriba de la escaleras.

Un apagador de 3 vías cuenta con tres terminales una de ellas  es común, Suele identificarse con la letra ”C “, aunque algunos fabricantes emplean  otras formas, tornillo mas grande, de otro color con un punto o incluso el signo de mas “+”

Control con interruptor  de 3 vías

acción de interruptor de 3 vías 

Control de una lámpara con apagadores de escalera

Control con apagadores de escalera

El diagrama nos muestra la “forma correcta” de controlar  una lámpara desde 2 lugares distintos.

 El término empleado forma correcta es porque se respetan las normas técnicas y de seguridad la lámpara va conectada al neutro y  el control de la línea viva por los apagadores, de manera que si fallara algún apagador  no provocara un corto circuito.

El circuito se muestra en reposo la lámpara esta apagada (como deben mostrarse los diagramas). Si activamos cualquier apagador permitirá que circule la corriente y encenderá la lámpara

Diagrama de control con apagadores de escalera

Accionando cualquier apagador A1 o A2 permitirá que la lampara encienda.

Imaginemos 

1.- que queremos subir y activamos A1

Encendido de lámpara de  circuito de escalera

2.- Estamos arriba y queremos apagar la lámpara activamos A2

Apagado  de lámpara en circuito de escalera

Quedando el circuito de manera muy similar a la inicial, Conservando la condición de  poder volverse a encender la lámpara de cualquiera de los dos lugares.

LOS MOTORES MONOFÁSICOS

Los motores trifásicos arrancan y giran en base a  “la rotación  de fase” de la potencia de entrada (energía eléctrica trifásica)

Los motores monofásicos son  diferentes y requieren un medio auxiliar para que arranque y gire el rotor. Una vez que arrancan en una dirección continuaran en ese sentido.

MOTORES MONOFÁSICOS CON ROTOR DE  JAULA DE ARDILLA
Tipo	Rango de HP aproximado	Eficiencia relativa
Polo Sombreado	1/100-1/6  HP	Baja
Fase Dividida	1/25-1/2  HP	Media
Fase Dividida con condensador	1/25-15 HP	Media  a Alta

El motor de polos sombreados

Es el método más simple de arranque de motores monofásicos.

Su aplicación en ventiladores  de extracción de aire en los baños y pequeñas bombas de agua.

Motor de polos sombreados

Los  polos sombreados se forman con un  aro de alambre de cobre en cortocircuito alojado en muescas, demorando la formación en esa área del campo magnético  producido por el devanado del estator. Esto hace una rotación aparente del campo permitiendo el movimiento del rotor.

Motores monofásicos de Fase Dividida

Motor de fase dividida

Tiene 2 devanados diferentes en el estator, el devanado de arranque  es de menos vueltas de alambre de cobre pero mas delgado por lo que su resistencia es mayor que el del devanado principal. La diferencia en ubicación y sus características eléctricas alteradas demoran el flujo de corriente entre los dos devanados.  Este retardo de tiempo y la ubicación del devanado de arranque hacen que el campo que rodea al rotor se desplace y lo haga girar.

Un conmutador centrífugo u otro dispositivo (relevador de arranque  en caso de motocompesores de refrigeración) desconectan el devanado de arranque cuando el motor alcanza el 75% de la velocidad nominal

Fase Dividida con condensador

Motor con condensador de arranque

Similar a un motor de fase dividida  pero con un condensador conectado en serie con el devanado de arranque  para un mayor desfasamiento  produciendo un par de arranque relativamente alto de 225 a 400% del par a plena carga,  y moderada corriente de interrupción (menor a su similar de fase dividida sin condensador) .

Este motor  es el más utilizado. En capacidades de menos de 1HP, En bombas de agua, aparatos de aire, etc.

Motor con 2 condensadores

Los motores monofásicos con muy alta potencia (5-15 HP) emplean 2 condensadores de diferente valor o un solo condensador con  2 valores, funcionando como una especie de motor bifásico.

Uno de estos condensadores queda permanente conectado a la red en serie con el devanado que hace la función de arranque.

En unas aplicaciones , no conviene instalar un interruptor centrifugo dentro del motor, (como en los motocompesores que utilizan gas refrigerante),  un relevador de arranque de diseño especial suele hacer la función del interruptor centrífugo.

Grado de protección de los motores eléctricos

Hablamos de las características de su constitución, es decir como son fabricados, que les permitirán protección contra la entrada de cuerpos extraños (polvo, fibras, etc.), contacto accidental y penetración de agua.

 Los motores  eléctricos pueden ser

·        motor tipo abierto

·        motor tipo cerrado

Motor Abierto

Se les llama así porque, estos motores suelen tener orificios de ventilación en sus tapas o en la carcasa, por donde circula el aire  movido por un ventilador interno (dentro de la carcasa) montado en el eje del rotor.

Deben trabajar en ambientes libres y abrigados.

El grado de protección es definido por dos letras (IP) seguido de dos dígitos. 

El primer dígito indica protección contra la entrada de cuerpos extraños y contacto accidental, mientras el segundo dígito indica la protección contra la entrada de agua. Sus índices de protección pueden ser IP21; IP23

Motor Cerrado

Tienen mayor grado de  protección por trabajar en condiciones desfavorables en lugares de polvos, pelusas etc.

En la figura se muestra un motor totalmente cerrado IP56 con ventilador externo TEFC  por las siglas en inglés (Totally Enclosed Fan Cooled)

Primer dígito
0	Sin protección
1	Protección contra la entrada de cuerpos extraños de dimensiones superiores a 50 mm
2	Protección contra la entrada de cuerpos extraños de dimensiones superiores a 12 mm
3	Protección contra la entrada de cuerpos extraños de dimensiones superiores a 2,5 mm
4	Protección contra la entrada de cuerpos extraños de dimensiones superiores a 1,0 mm
5	Protección contra la acumulación de polvos perjudiciales al motor
6	Totalmente protegido contra el polvo

Segundo dígito
0	Sin protección
1	Protección contra gotas de agua en la vertical
2	Protección contra gotas de agua hasta la inclinación de 15º en relación a vertical
3	Protección contra agua de lluvia hasta la inclinación de 60º en relación a vertical
4	Protección contra salpicaduras provenientes de todas direcciones
5	Protección contra chorros de agua provenientes de todas las direcciones
6	Protección contra olas de agua
7	Inmersión temporaria
8	Inmersión permanente

Nota: si se agrega la letra  W

 (IP55W) indica protección contra agentes climáticos, tipo: lluvia, salitre, 

CIRCUITOS EN PARALELO

Los circuitos en paralelo son los que tienen  2 o más  componentes de manera tal  cada una de sus  terminales (de cada componente)  tienen un punto común con las terminales de la fuente.  

Circuito en paralelo

La intención de la conexión  en paralelo es que el voltaje  en las cargas (focos, resistencias etc.), sea del mismo valor que le sale de la alimentación.

Voltaje en  conexión paralelo 

Las corrientes que entran en un punto son de  igual valor en magnitud  a las corrientes que salen.

CORRIENTES EN UN CIRCUITO EN PARALELO

En circuitos en paralelo   se cumplen  las  siguientes  formulas

Vt = V1 = V2 = I3

It = I1 + I2 + I3

CIRCUITOS EN SERIE

Los circuitos en serie  son los que 2 o más  componentes están conectados uno tras otro y cada uno de los extremos del arreglo se conecta a la alimentación.

Circuito en serie

La intención de conectar en serie es que el voltaje de alimentación se reparta  en las cargas (focos, resistencias etc.). 

Tensión en circuito en serie

En circuitos en serie la corriente  pasa por cada una de las cargas es de igual magnitud.

 Corriente en un circuito en serie

De manera que se cumple lo siguiente 

IT = I1 = I2 =I3

VT = V1 +V2+V3

Si una lámpara se funde ya dejan de funcionar las otras, ya no circula corriente por ellas.

RELEVADORES BIESTABLES

Los relevadores electromecánicos biestables, tienen 2 bobinas, hacen la función de “MEMORIA”  y son utilizados en  algunos circuitos para control de automatismos .

Los relés biestables  tienen construcción y funciones muy similares  a los relevadores básicos,

Los relés electromecánicos se dividen en dos grupos principales:

 los monoestables y biestables.

Recordemos que los relés electromecánicos se emplean como componentes de interfaz entre los dispositivos de potencia y los dispositivos de control.

RELEVADOR ELECTROMECANICO

Los relevadores biestables tienen dos bobinas y eliminan contactos auxiliares de retención utilizando algún sistema de enganche que permite mantener los estados deseados

SIMBOLOS DE BOBINAS DE RELEVADORES BIESTABLES

Existen  dos tipos de relevadores biestable:

1.-  Con enganche magnético (magnetismo remanente utilizados en corriente directa)

2.- Con enganche mecánico (utilizados  en automatismos como memoria)

RELEVADORES CON ENGANCHE MAGNETICO

Los relés de remanencia biestables  se operan únicamente con   tensión continua.

 En el lado de excitación,  hay una conexión para la "bobina de activación" y una conexión para la " bobina de desactivación", y solo se activan con impulsos cortos. De esta manera los relés prácticamente no se calientan.

La activación simultánea de ambas entradas de mando no es admisible.

CIRCUITO CON RELEVADOR BIESTABLE

Podemos decir  que una bobina es para cerrar el contacto y otra para abrirlo.

ETAPAS FUNCIONAMIENTO DE UN RELEVADOR BIESTABLE

Aquí no es necesario mantener presionado el pulsador “S”  ni colocar contactos de memoria, los contactos permanecen cerrados gracias a que en el circuito magnético existe un pequeño magnetismo remanente que al acercar  las piezas tiene la fuerza suficiente para mantener cerrado el circuito, ahorrando energía eléctrica aunque no olvidemos que la función deseada es la de memoria.

Hay  dos tipos de conexión a negativo (N) y a positivo (P) según la polaridad de los diodos de circulación y de protección contra inversión de polaridad.

Relé biestable, tipo de conexión  negativo

Relé biestable, tipo de conexión positiva

RELEVADORES DE ENGANCHE MECANICO

Por otro lado los de enganche mecánico, como su nombre lo indica mantiene piezas.  una vez energizada la primer bobina enclavara por medio de mecanismos permitiendo que los contactos permanezcan activos (cambien de estado), la segunda bobina eliminara este  enclava-miento.